شرح درس النشاط الإشعاعي والطاقة النووية مع أسئلة وإجابات نموذجية الثالث الاعدادى ترم ثانى

الدرس الثالث النشاط الإشعاعي والطاقة النووية
سبق لك معرفة أن العناصر تتكون من ذرات , وأن كتلة الذرة تتركز في النواة , وأن تركيب الذرة هو المسئول عن خواص العنصر الكيميائية والفيزيائية .
وتعد النواة مخزنا للطاقة , وهذه الطاقة تنشأ عن وجود القوة اللازمة لربط مكونات النواة والتغلب على قوة التنافر بين البروتونات موجبة الشحنة الموجودة داخل النواة . وهذه القوى تعد مصدر الطاقة في النواة وتسمى قوة الترابط النووي , وهي تعتبر المصدر الذي تستمد منه الذرة قوتها الجبارة التي تعرف "بالطاقة النووية" .
اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي
عرف النشاط الإشعاعي للمرة الأولى على يد العالم الفرنسي "هنري بيكوريل" حيث اكتشف انبعاث أشعة غير منظورة من عنصر اليورانيوم لها القدرة على النفاذ خلال المواد الصلبة .
ما المقصود بظاهرة النشاط الإشعاعي ؟
تعرف ظاهرة النشاط الإشعاعي على أنها " عملية التحول التلقائي لأنوية ذرات بعض العناصر الموجودة في الطبيعة محاولة منها للوصول إلى تركيب أكثر استقرارا , حيث تحتوي أنوية ذرات هذه العناصر على عدد من النيوترونات يزيد على العدد اللازم لاستقرارها , لذلك فهي غير مستقرة بسبب ما فيها من طاقة زائدة . وتعرف هذه العناصر بالعناصر المشعة , ومن أمثلة هذه العناصر المشعة الراديوم واليورانيوم والسيزيوم والبولونيوم .
أنواع النشاط الإشعاعي :
1- نشاط إشعاعي طبيعي :
يتمثل فيما يصدر من إشعاعات من العناصر المشعة الموجودة بالطبيعة . ومن أمثلة هذه العناصر المشعة الروبيديوم , والسيلينيوم , والزركونيوم .
2- نشاط إشعاعي صناعي :
يقصد به الإشعاع أو الطاقة النووية المنطلقة أثناء التفاعلات النووية التي يمكن التحكم فيها , والتي تجرى بالمفاعلات النووية (الاستخدامات السلمية) أو التي يصعب التحكم فيها , كما هو الحال في القنابل الذرية (الاستخدامات الحربية) .


علماء لهم تاريخ :
• د. علي مصطفى مشرفة عالم مصري وصفه العالم أينشتاين بأنه أعظم علماء الفيزياء في العالم . كانت له نظريات ضخمة في مجالات الذرة والإشعاع , وقد بنيت على نظرياته أسس صناعة القنبلة الذري , وكان معارضا لهذا الأمر وينادي بضرورة تسخير الذرة والإشعاع لخير البشرية.

الاستخدامات السلمية للطاقة النووية :
اهتم العلماء بالبحث عن الاستخدامات النافعة للطاقة النووية , وذلك بالتحكم في كمية الطاقة المنطلقة من التفاعلات النووية التي تحدث بالمفاعلات النووية , وبالتالي يمكن استخدامها في الأغراض السلمية في الكثير من المجالات مثل :
1- مجال الطب : لعلاج وتشخيص بعض الأمراض , مثل السرطان .
2- مجال الزراعة : للقضاء على الآفات وتحسين سلالات بعض النباتات .
3- مجال الصناعة : لتحويل الرمال إلى شرائح السيليكون المستخدمة في تصنيع أجزاء الكمبيوتر والدوائر الإلكترونية المدمجة بالأجهزة الكهربية, وكذلك للكشف عن العيوب بالمنتجات الصناعية
4- مجال توليد الكهرباء : حيث تستغل الحرارة الناتجة من الطاقة النووية في تشغيل المحركات وتوليد الكهرباء عن طريق تسخين الماء حتى الغليان , واستخدام بخار الماء الناتج في إدارة التوربينات لتوليد الكهرباء .
5- مجال استكشاف الفضاء : تستخدم كوقود نووي تستخدمه الصواريخ التي تصل إلأى القمر والتي تجوب الفضاء .
6- مجال التنقيب : عن البترول والمياه الجوفية .
مخاطر وأضرار التلوث الإشعاعي وطرق الوقاية منها
يوجد مصدران للتلوث الإشعاعي :
(1) مصادر طبيعية : وتتمثل في مصادر الإشعاع الطبيعية الموجودة على سطح الأرض , وفي الأشعة الكونية التي تأتي من الفضاء الخارجي .
(2) مصادر صناعية : تحدث نتيجة تجارب تفجير القنابل النووية التي تجريها بعض الدول من آن لآخر , وكذلك من المفاعلات النووية . وهذا يؤدي إلى رفع كمية الإشعاع ونوعيته في البيئة المحيطة بنا مما يؤدي إلى التلوث الإشعاعي للبيئة .
وتعد حادثة مفاعل تشيرنوبيل مثالا على ذلك , ففي يوم 26 من إبريل سنة 1986م حدث انفجار للمفاعل الروسي تشيرنوبيل نتيجة لخطأ في التشغيل أدى إلى انفجار المفاعل وتسرب الكثير من العناصر المشعة , مكونة سحابة ذرية حملتها الرياح إلى معظم دول أوربا الشرقية والغربية – ووصل إلى حد عال من التلوث أدى إلى سقوط الأمطار في شهر مايو من نفس العام حاملة معها العناصر ذات النشاط الإشعاعي إلى سطح الأرض , مما أدى إلى تلوث الأغذية بالعناصر المشعة .
لاحظ شكل (24) لترى أن السحابة التي تحمل الغبار الذري أدت إلى حدوث تغيرات وراثية , كما ينتقل منها التلوث عن طريق السقوط الجاف أو السقوط بواسطة الأمطار إلى شطح الأرض . وبالتالي فإن النباتات والتربة تتلوث بالنظائر المشعة المتساقطة , وتنتقل إلى الحيوانات آكلات العشب من الأبقار والأغنام , وبالتالي ستكون ألبانها ومنتجاتها ولحومها ملوثة بالإشعاع .
تأثيرات الإشعاع على جسم الإنسان
تختلف تأثيرات الإشعاع على جسم الإنسان باختلاف زمن التعرض للإشعاعات . ويمكن تقسيم تأثيرات الإشعاع على جسم الإنسان إلى مجموعتين :
(1) تأثيرات نتيجة التعرض لجرعة إشعاعية كبيرة في فترة زمنية قصيرة :
إذا تعرض جسم الإنسان إلى جرعة إشعاعية كبيرة في فترة زمنية قصيرة فإن ذلك يؤدي إلى تدمير نخاع العظام والطحال والجهاز الهضمي والعصبي المركزي . ونخاع العظام (هو المسئول عن تكوين خلايا الدم) هو أول ما يتأثر بالإشعاع , ويقل عدد كرات الدم الحمراء مما ينتج عنه الإحساس بالإعياء والتهابات متنوعة بأماكن متفرقة مثل التهاب الحنجرة والجهاز التنفسي , ويصاحب ذلك غثيان ودوار وإسهال .
(2) تأثيرات نتيجة للتعرض لجرعة إشعاعية صغيرة لفترات طويلة :
إذا تعرض الإنسان لجرعات إشعاعية صغيرة لفترات طويلة تمتد شهورا أو عدة أعوام , فإن أهم التأثيرات المعروفة هي :
أ- تأثيرات بدنية ووراثية :
التغيرات التي تطرأ على الكائن الحي ذاته نتيجة التعرض للإشعاعات تسمى التغيرات البدنية , وقد تسبب الإشعاعات تغيرات وراثية , إذ أنها تحدث تغيرا في تركيب الكروموسومات الجنسية الموجودة في الخلايا يكون من نتيجته ظهور مواليد غير عاديين .

ب- تأثيرات خلوية :
يسبب الإشعاع تغيرات في تركيب الخلايا . ويتغير التركيب الكيميائي للهيموجلوبين ويصبح غير قادر على حمل الأكسجين . ومن البديهي أن التعرض إلى جرعات هائلة من الإشعاع يدمر الخلايا .
طرق الوقاية من التلوث الإشعاعي
1- يجب مراعاة عدم التعرض للإشعاعات النووية , علما بأن الحد الأقصى المأمون الذي يجب ألا يتجاوزه الإنسان هو 5 يم في اليوم الواحد (والريم وحدة قياس الإشعاع الممتص) .
2- ارتداء المتعاملين مع المواد المشعة بالمعامل والمستشفيات للقفازات والملابس الواقية من الإشعاع .
3- مراعاة الاحتياطات التالية عند التعامل مع النفايات المشعة :
• أن تكون هذه النفايات المشعة بعيدة تماما عن مجرى المياه الجوفية حتى لا تتعرض هذه المياه للتلوث .
• أن تكون المنطقة المختارة لحفظ النفايات المشعة منطقة مستقرة لا تتعرض للهزات الأرضية أو الزلازل .
4- يتم التخلص من النفايات النووية بعدة طرق تختلف وفقا لقوة الإشعاعات الصادرة منها . فالنفايات ذات الإشعاعات الضعيفة والمتوسطة توضع في باطن الأرض بعد إحاطتها بطبقة من الأسمنت أو الصخور . أما النفايات ذات الإشعاعات القوية فتدفن على أعماق كبير في باطن الأرض .
5- وضع قوانين خاصة تلزم المحطات النووية بتبريد المياه الساخنة قبل إلقائها في البحار أو البحيرات .

تدريبات على الدرس الثالث
(1) اختر الإجابة الصحيحة لكل عبارة مما يأتي :
1- اكتشف ظاهرة النشاط الإشعاعي بواسطة العالم ........... ( أوم – بيكوريل – أمبير )
2- ترجع التأثيرات .......... للإشعاع إلى تغير تركيب الكروموسومات الجنسية بالخلايا . ( البدنية – الوراثية – الخلوية )
3- يجب ألا يزيد مقدار ما يتعرض له الإنسان من الإشعاع عن ......... ريم . (5 – 8 – 10)
4- من العناصر غير المشعة ............. ( الراديوم – اليورانيوم – الحديد )
5- وحدة قياس الإشعاع الممتص هي ........... ( الكوري – الريم – الرونتجن )
(2) علل لما يأتي :
1- يجب أن تكون المنطقة المختارة لحفظ النفايات المشعة مستقرة .
2- للإشعاع تأثيرات وراثية .
3- بعد وقوع حادثة تشيرنوبيل اكتشفت نظائر مشعة في الأطعمة .
4- للنشاط الإشعاعي مصادر طبيعية وأخرى صناعية .
5- يطلق على بعض العناصر اسم العناصر المشعة .
(3) اكتب المصطلح العلمي الدال على كل عبارة مما يأتي :
1- عملية التحول التلقائي لذرات بعض العناصر الموجودة في الطبيعة كمحاولة للوصل إلى تركيب أكثر استقرارا .
2- الإشعاع أو الطاقة النووية المنطلقة أثناء التفاعلات النووية التي يمكن التحكم فيها وتجرى بالمفاعلات النووية .
3- التغيرات التي تطرأ على الكائن الحي ذاته نتيجة التعرض للإشعاعات .
4- وحدة قياس الإشعاع الممتص .

نشكر جهدكم الكبير اخى الغالى وجزاكم الله عنا خيراً
أرق تحية لك